第四章 业余完成日心说的哥白尼

    尼古拉斯?哥白尼（ni perni,1473～1543），是文艺复兴时期的波兰天家、数学家、教会法博士、神父。

    他10岁丧父，由舅父抚养成人。1497年赴意大利学习教会法规；1501年回波兰加入神父团。后来又去意大利在大学研究法律和医学。期间博洛尼亚大学的天家徳?诺瓦拉对哥白尼影响极大，在他那里哥白尼不仅学到了很多天文观测技术，还了解了相当多的天理论知识。他于1506年回国，担任舅父的私人医生，并在业余时间进行天研究。当时哥白尼因为医术高明而被人们称为“神医”。1512年舅父去世，哥白尼就接替了舅父的神职。哥白尼在教堂楼顶上建立了一个简易的天文台，以便于在担任神职工作的同时抽空从事天研究。

    哥白尼主张用简单、和谐的方式方法来描述宇宙的规律，因为宇宙本身就是简单、和谐的。

    哥白尼以几乎毕生的精力写成《天体运行论》一书，建立了“日心说”，并以此来解释宇宙（实际上是太阳系）的天体运动规律。哥白尼的学说彻底改变了人类对宇宙的认知。他的革命性贡献，在科学技术发展史和人类文明史上占有重要的地位。

    恩格斯在《自然辩证法》中高度评价了哥白尼的《天体运行论》，他写道：“自然科学借以宣布其独立并且好像是重演路德焚烧教谕的革命行动，便是哥白尼那本不朽著作的出版，他用这本书（胆怯地，而且可说是只在临终时）来向自然事物方面的教会权威挑战，从此自然科学便开始从神学中解放出来。”

    哥白尼的“日心说”是如何建立的呢？

    在哥白尼生活的那个时代以及以前的很长时间内，占统治地位的是“地心说”。这个学说认为地球处于宇宙的中心位置，它是静止不动的，既不自转，也不绕其它天体运动。太阳、月亮和其它天体都是绕着地球旋转。这种认识后来被宗教组织和神职人员所接受并被奉为金科玉律。

    “地心说”是由古希腊天家托勒密在公元二世纪时提出的。这个学说由于能够解释许多天文观测结果而被人们所接受，并且一直流传了1400多年。

    托勒密认为，所有的天体都是围绕地球运动。为了解释同一天体运行的有前有后、时快时慢的现象，托勒密提出了所谓的“圆轮”、“均轮”、“本轮”、“辅助本轮”、“虚轮”、等等的概念。对于托勒密的巧妙解释，几乎所有的人都接受了。也不知他们是真明白了，还是怕被认为愚蠢而假装明白了。

    后来，随着观测资料不断增加，仅靠“本轮”等概念就不能解释许多天体现象。为了修补托勒密体系，后来的学者提出增加“本轮”的数量到甚至几十个，还要引入更复杂的概念。

    哥白尼曾经阅读了大量的文献并作了详细的读书笔记，其中包括下面一些给他以很大启发的论述。

    “天空、太阳、月亮、星星以及天上所有的物体都是不动的，除了地球以外，宇宙间没有什么物体在运动。地球以巨大的速度绕轴旋转，从而引起一种感觉，好像地球静止不动，而天空却在旋转。”

    “大部分学者都认为地球静止不动，但是费罗窝斯和毕达哥拉斯却让它围绕一堆火在旋转。”

    “在行星的中心站立着巨大而威严的太阳，它不但是时间的主宰，也是地球的主宰，而且是群星和天空的主宰。”

    这些论述在当时是离经叛道的。

    而经过长期的天文观测，哥白尼也逐渐对“地心说”有了怀疑。

    哥白尼发现，同一颗行星的亮度是不断变化的，例如，有的时候比较亮，可能是离地球比较近的原因；有的时候又比较暗，可能是离地球比较；其运动速度也是时快时慢。

    为了慎重起见，哥白尼又查阅了不少资料。发现很早以前就有学者说过地球是在不断运动着的。但是如何运动则没有人叙述清楚过。

    为了进一步证实自己的观点，哥白尼又自己动手制作和改进了部分观测工具。经过长年累月的观察、计算、研究和分析思考，哥白尼终于有足够的信心和证据推翻地心说，建立日心说。他大胆地得出结论：地球并非是宇宙的中心，除了月球是围绕着地球运动以外，包括地球在内的所有天体都是围绕着太阳运转的。

    摄于教会的强大势力以及传统观点的顽强反对，哥白尼不敢马上发表自己的观点。当然，哥白尼也不是无所作为地单纯等待，而是不断地对自己的观点进行修改、补充和完善的工作。直到三十年以后哥白尼认为不能再等待了。

    1541年，他已经是垂暮之年，于是下决心将他的著作出版。

    哥白尼将《天体运行论》的手稿交给他的一位担任主教的朋友，这位朋友又转交给他的一位担任教师的朋友，最后交到一位出版商手中。经过几次倒手，原稿被篡改和删减了部分内容。其中出版商的改动是为了避免风险。

    直到1543年5月24日，这部巨著才印好并送到哥白尼手中。哥白尼用手轻轻地抚摸着这本书，这时哥白尼已经奄奄一息，一小时以后就欣慰地与世长辞了。

    就这样，经过改动的《天体运行论》一直流传了300多年。直到后来其原稿才在一家私人图书馆里被发现了。1八73年，出版了加进哥白尼原序的《天体运行论》，但是有关原子理论的部分仍未补充进去。直到1953年，才真正按照原稿出版，此时哥白尼已经故去了410年之久。

    哥白尼的成果拉开了伽利略和开普勒的研究工作的序幕。而他们两个人又是牛顿的重要先行者。站在这两位巨人的肩膀上才使得牛顿有可能发现三大运动定律和万有引力定律。

    因此可以说，《天体运行论》是现代天的起点和现代科学的起点。

    特别令人惊奇的是，哥白尼仅仅凭借自己的简陋设备，经过观测计算所得到的数值的精确度是令人难以置信的。例如，他得到恒星年的时间为365天6小时9分40秒，比精确值只相差约30秒，误差仅为百万分之一左右；而他得到的月亮到地球的平均距离是地球半径的6030倍，和精确值6027倍相比，误差仅为万分之五左右。难怪后世许多天家对哥白尼佩服得五体投地。

    过去，人们在谈论哥白尼的时候，很少提到他在保卫祖国的斗争中所作出的重大贡献。

    1516年秋天，波兰面临生死存亡的危难时刻。当时活跃在波兰以北的十字骑士团，多次在边境附近进行骚扰和进攻。教会考虑到哥白尼的勇气、知识和智慧，委任他担任俄尔斯丁教产总管，担负起阻击强敌的重任。

    当时，哥白尼已经开始撰写他的不朽著作《天体运行论》。由于大敌当前，他毅然决然地中止写作，全力以赴地投入到对敌斗争中去。由于措施得当，敌人的进犯未能成功。

    1519年秋天，由于形式暂缓，哥白尼得以辞去教产总管的职务，重新回到弗隆堡，继续从事写作工作。但是不久，弗隆堡就陷入了十字骑士团的包围之中。敌人用尽一切手段，企图迫使守军投降。这时，许多人都临阵脱逃了。但哥白尼仍旧坚守在城中，尽自己的最大力量支援对敌作战。哥白尼设计制造的一些设备，在战争中起到了重要作用。

    1520年秋天，十字骑士团一路进军，已经直逼俄尔斯丁。危难时刻，哥白尼再度担任俄尔斯丁教产总管。哥白尼亲自部署御敌措施，甚至亲自登城督战。经过五天五夜的激战，城市仍然安然无恙。十字骑士团无可奈何，被迫同意休战。由于哥白尼的出色贡献，波兰国王正式任命哥白尼为俄尔斯丁的行政长官。

    当然，哥白尼的这些成就，与他在科学技术领域为后世留下了的宝贵遗产相比，是微不足道的，不过也不应该被遗忘。